山西省忻州市芳蘭學(xué)校高二物理下學(xué)期期末試題含解析

山西省忻州市芳蘭學(xué)校高二物理下學(xué)期期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（單選題）為了簡化安培的實(shí)驗(yàn)，我們可以用圖10所示的裝置探究影響安培力方向的因素。實(shí)驗(yàn)中如果發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒被推出磁鐵外，則此時(shí)磁鐵的磁極和電流方向可能是（

）A．磁鐵N極在上，電流方向A→B

B．磁鐵N極在上，電流方向B→AC．磁鐵S極在上，電流方向B→A

D．以上三種情況都有可能參考答案：B2.（單選）通過某電阻的周期性交變電流的圖象如右。則該交流電的有效值I。A．3A

B．2AC．3A

D．6A參考答案：A3.（單選）如圖所示，P、Q為平行板電容器，兩極板豎直放置,在兩板間用絕緣線懸掛一帶電小球.將該電容器與電源連接，閉合電建后，懸線與豎直方向夾角為.則A.保持電建閉合，縮小P、Q兩板間的距離，角度會(huì)減小B.保持電建閉合，加大P、Q兩板間的距離，角度會(huì)增大C.將開關(guān)再斷開，加大P、Q兩板間的距離，角度會(huì)增大

D.將開關(guān)再斷開，縮小P、Q兩板間的距離，角度不變化參考答案：D4.現(xiàn)用電子顯微鏡觀測線度為d的某生物大分子的結(jié)構(gòu)．為滿足測量要求，將顯微鏡工作時(shí)電子的德布羅意波長設(shè)定為，其中n＞1．已知普朗克常量h、電子質(zhì)量m和電子電荷量e，電子的初速度不計(jì)，則顯微鏡工作時(shí)電子的加速電壓應(yīng)為（）A． B．

C．

D．參考答案：D【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)；動(dòng)能定理的應(yīng)用；物質(zhì)波．【分析】因電子在傳播過程為形成物質(zhì)波，故在測量中應(yīng)使波長較??；由德布羅意波的波長公式可知電子的動(dòng)量及速度；則可求得電子的動(dòng)能，由動(dòng)能定理可求得加速電壓．【解答】解：物質(zhì)波的波長λ=；則=v=由動(dòng)能定理可得：Ue=mv2解得U=；故選D．5.如圖所示是電容式話筒的示意圖，它是利用電容器制作的傳感器，話筒的振動(dòng)膜前面鍍有薄薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金屬板，振動(dòng)膜上的金屬層和這個(gè)金屬板構(gòu)成電容器的兩極，在兩極間加一電壓U，人對著話筒說話時(shí)，振動(dòng)膜前后振動(dòng)，使電容發(fā)生變化，導(dǎo)致話筒所在的電路中的其它量發(fā)生變化，使聲音信號被話筒轉(zhuǎn)化為電信號，其中導(dǎo)致電容變化的原因可能是電容器兩板間的A．距離變化

B．正對面積變化C．介質(zhì)變化

D．電壓變化參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.物體內(nèi)所有

和

的總和叫物體的內(nèi)能。溫度越高，分子的平均動(dòng)能越

（填“大”或“小”）。參考答案：分子動(dòng)能，分子勢能

，大7.（4分）質(zhì)量為m的汽車，駛過一半徑為R的拱橋，到達(dá)橋頂時(shí)汽車的速度為v，則此時(shí)汽車對橋的壓力為______________。參考答案：

mg-mv2/R8.勻強(qiáng)電場中有A、B、C三點(diǎn)，構(gòu)成邊長為10cm的等邊三角形，如圖所示，一粒子從A沿直線移動(dòng)到B的過程中電場力始終不做功；帶電q=-2×10-6C的點(diǎn)電荷，由B移動(dòng)到C的過程中克服電場力做功為×10-4J。由此可知，A、C兩點(diǎn)的電勢差UAC=________V，電場強(qiáng)度的大小為________V/m。參考答案：__V

__4000__V/m

9.如圖所示，固定在水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)。t=0時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，此時(shí)到達(dá)的位置恰好使MDEN構(gòu)成一個(gè)邊長為l的正方形。為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，從t=0開始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的函數(shù)式是________________參考答案：10.某一回旋加速器，兩半圓形金屬盒的半徑為R，它們之間的電壓為U，所處的磁場的感應(yīng)強(qiáng)度為B，帶電粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，則帶電粒子所能獲得的最大動(dòng)能為__________參考答案：11.一個(gè)200匝、面積200cm2的圓線圈，放在勻強(qiáng)磁場中，磁場的方向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度在0．05s內(nèi)由0．1T增加到0．5T，在此過程中，穿過線圈的磁通量的變化率是

wb/s，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小是

V。參考答案：0．16wb/s，32V12.如右圖所示為安全防盜門上觀察孔（俗稱“貓眼”），直徑cd=1.5cm，門的厚度ac=2.0cm，為了擴(kuò)大向外觀察的范圍，在孔中完全嵌入折射率為n的玻璃，由圖中光線可知，玻璃的折射率n=

；若要將視野擴(kuò)大到1800，需重新嵌入的新的玻璃的折射率等于

。參考答案：n=sinθ1/sinθ2，

5/313.（6分）正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像（PET）：它的基本原理是將放射性同位素15O注入人體，參與人體的代謝過程．15O在人體內(nèi)衰變放出正電子，與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對光子，被探測器探測到，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖象．根據(jù)PET原理，回答下列問題：①寫出15O的衰變的方程式______________________。②設(shè)電子質(zhì)量為m，電荷量為q，光速為c，普朗克常數(shù)為h，則探測到的正負(fù)電子湮滅后生成的光子的波長λ=

。參考答案：①ON+e(3分)；②=

(3分)三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖9所示是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，使用波長為6.0×10－7m的橙色光源照射單縫S，在光屏中央P處(到雙縫的距離相等)觀察到亮條紋，在位于P點(diǎn)上方的P1點(diǎn)出現(xiàn)第一條亮條紋中心(即P1到S1、S2的路程差為一個(gè)波長)，現(xiàn)換用波長為4.0×10－7m的紫色光照射單縫時(shí)，問：(1)屏上P處將出現(xiàn)什么條紋？(2)屏上P1處將出現(xiàn)什么條紋？參考答案：(1)亮條紋(2)暗條紋15.很多轎車中設(shè)有安全氣囊以保障駕乘人員的安全，轎車在發(fā)生一定強(qiáng)度的碰撞時(shí)，利疊氮化納（NaN3）爆炸產(chǎn)生氣體（假設(shè)都是N2）充入氣囊．若氮?dú)獬淙牒蟀踩珰饽业娜莘eV=56L，囊中氮?dú)饷芏圈?2.5kg/m3，已知氮?dú)獾哪栙|(zhì)最M=0.028kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1，試估算：（1）囊中氮?dú)夥肿拥目倐€(gè)數(shù)N；（2）囊中氮?dú)夥肿娱g的平均距離．參考答案：解：（1）設(shè)N2的物質(zhì)的量為n，則n=氮?dú)獾姆肿涌倲?shù)N=NA代入數(shù)據(jù)得N=3×1024．（2）氣體分子間距較大，因此建立每個(gè)分子占據(jù)一個(gè)立方體，則分子間的平均距離，即為立方體的邊長，所以一個(gè)氣體的分子體積為：而設(shè)邊長為a，則有a3=V0解得：分子平均間距為a=3×10﹣9m答：（1）囊中氮?dú)夥肿拥目倐€(gè)數(shù)3×1024；（2）囊中氮?dú)夥肿娱g的平均距離3×10﹣9m．【考點(diǎn)】阿伏加德羅常數(shù)．【分析】先求出N2的物質(zhì)量，再根據(jù)阿伏加德羅常數(shù)求出分子的總個(gè)數(shù)．根據(jù)總體積與分子個(gè)數(shù)，從而求出一個(gè)分子的體積，建立每個(gè)分子占據(jù)一個(gè)立方體，則分子間的平均距離，即為立方體的邊長，四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.（12分）如圖所示，ab、ef是平行地固定在水平絕緣桌面上的光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為d．在導(dǎo)軌左端a、e上連有一個(gè)阻值為R的電阻，一質(zhì)量為3m，長為d的金屬棒恰能置于導(dǎo)軌上并和導(dǎo)軌良好接觸。起初金屬棒靜止于MN位置，整個(gè)裝置處于方向垂直桌面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電量為q的絕緣小球在桌面上從O點(diǎn)（O為導(dǎo)軌上的一點(diǎn)）以與ef成60°斜向右方射向ab，隨后小球直接垂直地打在金屬棒的中點(diǎn)上，并和棒粘合在一起（設(shè)小球與棒之間沒有電荷轉(zhuǎn)移，棒不會(huì)垂直于導(dǎo)軌ab運(yùn)動(dòng)）。小球運(yùn)動(dòng)過程中不計(jì)導(dǎo)軌間電場的影響，導(dǎo)軌和金屬棒的電阻不計(jì)。求：

（1）小球射入磁場時(shí)的初速度υ0；（2）電阻R上產(chǎn)生的總熱量Q；（3）通過電阻R的總電量Δq；（4）棒移動(dòng)的距離。參考答案：解析：（1）小球入射磁場后將作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，其軌跡如圖所示（略）由幾何知識可知：

(2分)

解得

①

(1分)小球在磁場中作圓周運(yùn)動(dòng)：

②

由①②得：

③

(1分)（2）小球和金屬棒的碰撞過程，由動(dòng)量守恒定律得：mυ0=(m＋3m)υ

④(1分)金屬棒切割磁感線的過程中，棒和小球的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)而轉(zhuǎn)化成焦耳熱：

⑤(1分)由③④⑤可得：

⑥

(1分)（3）棒和小球的速度從υ1變?yōu)?的過程中由動(dòng)量定理有：

⑦（2分）

又

⑧

(1分)由③④⑦⑧可得

⑨

（4）△q=△Φ/R=Bdx/R

(1分)X=△qR/Bd=qR/3Bd

(1分)17.（20分）在傾角為θ的長斜面上有一帶有風(fēng)帆的滑塊從靜止開始沿斜面下滑，滑塊質(zhì)量為m，它與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.帆受到的空氣阻力與滑塊下滑的速度大小成正比，即Ff=kv

（1）寫出滑塊下滑加速度的表達(dá)式；（2）寫出滑塊下滑的最大速度表達(dá)式；（3）若m=2kg，θ=30°，g取10m/s2?；瑝K從靜止下滑的速度圖象如圖所示，圖中直線是t=0時(shí)v－t圖線的切線，由此求出μ、k的值。參考答案：解析：受力：G、FN、F滑、F風(fēng)（1）Gsinθ－μGcosθ－kv=ma則：a=g（sinθ－μcosθ）－v（2）當(dāng)a=0時(shí)，v最大，此時(shí)有：Gsinθ=μGcosθ+kv最大則v最大=（3）由圖象中直線部分可得：a=g（sinθ－μcosθ）=3m/s2解得：μ=0.23由圖象曲線部分可得：v最大==2m/s解得：k=3.018.在平面直角坐標(biāo)系xOy中，第Ⅱ象限存在沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場，第Ⅰ象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從x軸負(fù)半軸上的M點(diǎn)以速度v0垂直于x軸射入電場，經(jīng)y軸上的N點(diǎn)與y軸正方向成θ＝60°角射入磁場，最后從x軸正半軸上的P點(diǎn)垂直于x軸射出磁場，如圖所示。不計(jì)粒子重力，求：（1）M、N兩點(diǎn)間的電勢差UMN；（2）粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r；（3）粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的總時(shí)間t。參考答案：解：（1）由動(dòng)能定理：

①

（2分）又∵

②

（1分）由①②可得：

（1分）（2）粒子進(jìn)入磁場中做勻速